Révélée à 11 ans par Léon de Luc Besson où elle jouait la pugnace orpheline Mathilda face Jean Réno, Natalie Portman est aujourd'hui l'une des jeunes actrices les plus brillantes et les plus sollicitées de la nouvelle génération. 

Outre La Menace Fantôme, elle a tourné récemment avec Susan Sarandon Anywhere but Here de Wayne Wang, d'après le roman de Mona Simpson, sur un scénario d'Alvin Sargent, après avoir débuté à Broadway en 1998 dans le rôle-titre de The Diary of Anne Frank mis en scène par James Lapine et adapté par Wendy Kesselman de l'édition définitive du Journal d'Anne Frank. 

Titulaire du Young Star Award pour Léon, Natalie Portman a également remporté un large succès critique dans la comédie dramatique de Ted Demme Beautiful Girls où elle incarnait une adolescente précoce amoureuse de Timothy Hutton. Elle a aussi interprété la fille d'Al Pacino dans Heat de Michael Mann et tourné en vedette dans Mars Attacks de Tim Burton et Tout le monde dit I Love You de Woody Allen.

• 1994 : Léon de Luc Besson : Mathilda Lando
• 1994 : Developing de Marya Cohn (court-métrage) : Nina
• 1995 : Heat de Michael Mann : Lauren Gustafson
• 1996 : Beautiful Girls de Ted Demme : Marty
• 1996 : Tout le monde dit I love you (Everyone Says I Love You) de Woody Allen : Laura Dandridge
• 1996 : Mars Attacks! de Tim Burton : Taffy Dale
• 1999 : Star Wars, épisode I : La Menace fantôme (Star Wars Episode I: The Phantom Menace) de George Lucas : Padmé Naberrie / Reine Amidala
• 1999 : Ma mère, moi et ma mère (Anywhere but Here) de Wayne Wang : Ann August
• 2000 : Où le cœur nous mène (Where the Heart Is) de Matt Williams : Novalee Nation
• 2001 : Zoolander de Ben Stiller : Elle-même
• 2002 : Domino One de Nick Louvel : Dominique Bellamy
• 2002 : Star Wars, épisode II : L'Attaque des clones (Star Wars Episode II: Attack of the Clones) de George Lucas : Sénatrice Padmé Amidala
• 2003 : Retour à Cold Mountain (Cold Mountain) de Anthony Minghella : Sara
• 2004 : Garden State de Zach Braff : Samantha (« Sam »)
• 2004 : Closer, entre adultes consentants (Closer) de Mike Nichols : Alice Ayres / Jane Jones
• 2005 : Star Wars, épisode III : La Revanche des Sith (Star Wars Episode III: Revenge of the Sith) de George Lucas : Sénatrice Amidala / Padmé Skywalker
• 2005 : Free Zone de Amos Gitaï : Rebecca
• 2006 : V pour Vendetta (V for Vendetta) de James McTeigue : Evey Hammond
• 2006 : Paris, je t'aime de Tom Tykwer : Francine (dans le sketch intitulé 10ème arrondissement (faubourg Saint-Denis))
• 2006 : Les Fantômes de Goya (Goya's Ghosts) de Miloš Forman : Inés Bilbatúa / Alicia
• 2007 : My Blueberry Nights de Wong Kar-wai : Leslie
• 2007 : À bord du Darjeeling Limited (The Darjeeling Limited) de Wes Anderson : l'ex-petite amie de Jack
• 2007 : Hôtel Chevalier de Wes Anderson (court-métrage) : la petite amie de Jack
• 2007 : Le Merveilleux Magasin de M. Magorium (Mr. Magorium's Wonder Emporium) de Zach Helm : Molly Mahoney
• 2008 : Deux sœurs pour un roi (The Other Boleyn Girl) de Justin Chadwick : Anne Boleyn
• 2009 : Un hiver à Central Park (The Other Woman) de Don Roos : Emilia Greenleaf
• 2009 : New York, I Love You de Mira Nair, Brett Ratner, Shekhar Kapur et d'autres : Rifka Malone (dans le deuxième sketch, réalisé par Mira Nair)
• 2009 : Brothers de Jim Sheridan : Grace Cahill
• 2010 : Black Swan de Darren Aronofsky : Nina Sayers, la reine des cygnes
• 2011 : Hesher de Spencer Susser : Nicole
• 2011 : Sex Friends (No Strings Attached) de Ivan Reitman : Docteur Emma K. Kurtzman
• 2011 : Votre Majesté (Your Highness) de David Gordon Green : Isabelle.
• 2011 : Thor de Kenneth Branagh : Jane Foster
• 2011 publicité pour Parfums Christian Dior par Sofia Coppola : Miss Dior Chérie avec Alden Ehrenreich
• 2013 publicité pour Parfums Christian Dior par Sofia Coppola : Miss Dior avec Alden Ehrenreich
• 2013 : Thor : Le Monde des ténèbres (Thor: The Dark World) de Alan Taylor : Jane Foster
• 2014 : Knight of Cups de Terrence Malick
• 2014 : Jane Got a Gun de Gavin O'Connor : Jane Hammond